Wie fehlt der schlaf an der gedächtnisbildung? studie vergibt licht


Wie fehlt der schlaf an der gedächtnisbildung? studie vergibt licht

Schlaf ist bekannt, eine Schlüsselrolle beim Lernen und Gedächtnisbildung zu spielen, aber was passiert mit diesen wichtigen Gehirnfunktionen, wenn wir nicht genug Schlaf bekommen? Forscher von der University of Michigan bieten einige Antworten mit ihrer neuen Studie.

Forscher schlagen vor, dass Schlafentzug den Rhythmus des neuronalen Brennens in einem bestimmten Bereich des Hippocampus stört, der die Gedächtnisbildung beeinträchtigen könnte.

Die Studie fand heraus, dass Schlafentzug den Rhythmus des neuronalen Brennens in einer Region des Hippocampus namens CA1 stört. Der Hippocampus ist die Hirnstruktur, die für die Bildung von Langzeitgedächtnissen verantwortlich ist.

Studienleiter Nicolette Ognjanovski, der Abteilung für Molekulare, Zell- und Entwicklungsbiologie in Michigan, und Kollegen fanden heraus, dass der Rhythmus des neuronalen Brennens oder der Oszillationen im CA1 der Mäuse die Gedächtnisbildung beeinträchtigte.

Ognjanovski und Kollegen sagen, dass ihre Ergebnisse - vor kurzem in der Zeitschrift berichtet Naturkommunikation - beleuchtet die Rolle, die der Schlaf im Gedächtnis spielt.

Aktuelle Leitlinien empfehlen, dass Erwachsene sollten um 7 bis 9 Stunden Schlaf jeden Abend für eine optimale Gesundheit zu bekommen. Nach der American Sleep Association, aber rund 35 Prozent der Erwachsenen in den Vereinigten Staaten berichten immer unter 7 Stunden Schlaf pro Nacht.

Studien haben gezeigt, dass Schlaf für die Gedächtniskonsolidierung wichtig ist - das heißt, die Fähigkeit des Gehirns, kurzfristige Erinnerungen in langfristige Erinnerungen umzuwandeln. In diesem Sinne ist es nicht verwunderlich, dass ein Mangel an Schlaf gefunden wurde, um die Gedächtnisbildung zu behindern.

Vorherige Forschung hat Schlafentzug mit beeinträchtigter Hippocampal-Funktion verbunden. Doch Ognjanovski und Team bemerken, dass genau welcher Bereich des Hippocampus von Mangel an Schlaf betroffen ist, war unklar.

Um herauszufinden, führte das Team eine Reihe von Experimenten bei Mäusen, beginnend mit einer Lernaufgabe.

Stärkere rhythmische Hirnaktivität bei gut ausgeruht Mäusen nach dem Lernen

Zuerst entfernten die Forscher Mäuse aus ihrem Haus und stellten sie in eine neue Umgebung. Nachdem die Nagetiere ihre neue Umgebung für eine Weile erforscht hatten, gaben die Forscher ihnen einen leichten Fußschlag. Die Mäuse wurden dann in ihre ursprüngliche Umgebung zurückgezogen, um sich auszuruhen.

Bei der Beurteilung der hippocampalen Aktivität der Mäuse stellten die Forscher fest, dass Nagetiere, die nach der Lernaufgabe genügend Schlaf hatten, in der CA1-Region des Hippocampus stärkere schlafbedingte Schwingungen zeigten, verglichen mit Schlaf-beraubten Mäusen.

Als nächstes fügten die Forscher an, zu bestimmen, ob die Störung dieser schlafbezogenen Schwingungen das Gedächtnis beeinflussen könnte. Um dies zu tun, gab das Team eine neue Gruppe von Mäusen eine Droge, die eine kleine Gruppe von Neuronen in der CA1 daran hinderte, das Protein-Parvalbumin auszudrücken. Dies ist ein Prozess, den Studien gezeigt haben, tritt mit Schlafentzug auf.

Die Nagetiere vervollständigten dann die gleiche Lernaufgabe wie die vorherige Gruppe von Mäusen, und die hippocampale Aktivität wurde vor und nach der Aufgabe gemessen.

Die Forscher fanden heraus, dass die Blockierung der Aktivität von Parvalbumin-exprimierenden Neuronen in der CA1 von Mäusen das rhythmische Abfeuern von umgebenden Neuronen störte.

Darüber hinaus, als diese Mäuse in die Umgebung zurückkehrten, in der sie den Fußschock erhielten, schienen alle Erinnerungen an diese Umgebung zu beseitigen.

"Wenn du die Maus an die gleiche Struktur an einen Tag oder sogar ein paar Monate später zurückgibst, werden sie diese sehr stereotype Furchtreaktion haben, die ist, dass sie einfrieren", erklärt der Senior Student Autor Sara Aton, ein Assistent Professor in der Abteilung für Molekulare, Zell- und Entwicklungsbiologie in Michigan.

"Aber wenn Sie schlafen - ein Tier für ein paar Stunden nach diesem Kontext-Schock-Paarung zu berauben, wird die Maus nicht daran erinnern, am nächsten Tag", fügt sie hinzu.

"Erinnerungen sind nicht in einzelnen Zellen gespeichert"

Nach den Forschern, ihre Ergebnisse Herausforderung der aktuellen Verständnis, wie Erinnerungen gebildet werden.

"Die dominante oszillatorische Aktivität, die für das Lernen so kritisch ist, wird durch eine sehr geringe Anzahl der gesamten Zellpopulation im Hippocampus gesteuert", sagt Ognjanovski.

"Dies ändert die Erzählung von dem, was wir verstehen, wie Netzwerke funktionieren." Die Oszillationen, die die Kontrolle der Parvalbuminzellen mit globalen Netzwerkänderungen oder Stabilität verknüpft, werden nicht in einzelnen Zellen gespeichert, sondern über das Netzwerk verteilt."

Darüber hinaus glaubt das Team, dass die Ergebnisse die Bedeutung des Schlafes für das Lernen und die Gedächtnisbildung hervorheben, und sie beleuchten, wie Schlafentzug diesen kritischen Prozess behindern könnte.

Es scheint, wie diese Population von Neuronen, die Rhythmen im Gehirn während des Schlafes erzeugt, bietet einige Informationsinhalte für die Verstärkung von Erinnerungen. Der Rhythmus selbst scheint der kritischste Teil zu sein, und vielleicht, warum du schlafen musst, um diese Erinnerungen zu bilden."

Sara Aton

Das Team plant nun zu untersuchen, ob die Simulation der Auswirkungen des Schlafes in der CA1-Region durch die Wiederherstellung von Oszillationen die Gedächtnisbildung bei Schlaf-beraubten Mäusen unterstützt.

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